В октябре того же года, после кончины Ярославского митрополита, управляющим Ярославской епархией был назначен член Временного Патриаршего Синода архиепископ Павел (Борисовский). Варлаам объявил, чтобы в храмах поминали за богослужением только правящего епископа, а его самого – тогда, когда он служит. Попытки архиепископа Павла ввести в храмах Ярославской епархии поминовение за богослужением митрополита Сергия и гражданских властей (архиепископ Павел требовал это, в первую очередь, от Варлаама как от своего викария) привели к новому обострению ситуации. В рапортах от 25 ноября 1928 г. (архиепископу Павлу) и 20 января 1929 г. (митрополиту Сергию) Варлаам просил отказаться от введения указанных молитв в храмах Ярославской епархии и оставить епархию в том положении, в каком она была при митрополите Агафангеле. После безуспешной попытки убедить митрополита Сергия и архиепископа Павла Варлаам заявил, что служить не будет, пока не прекратится насилие над его волей, значительная часть духовенства и паствы епархии его поддержала. На Пасху 1929 г. Варлааму и архиепископу Павлу удалось найти компромисс: Варлаам возобновил священнослужение при условии, что его не будут обязывать поминать митрополита Сергия и вводить моление о властях. В июле 1929 г. Варлааму было поручено принять управление также Ростовским викариатством, в его ведении в 1929 г. находилось около 300 православных общин. 7 сентября 1929 г. Варлаам был арестован в Ярославле по делу «церковно-монархической организации “Истинное православие”», обвинён в том, что «совместно с другими лицами... вёл организационную работу и агитацию, направленную к подрыву и ослаблению Советской власти». Содержался в Ярославском доме заключения. 3 января 1930 г. особым совещанием при коллегии ОГПУ приговорён к трём годам исправительно-трудовых лагерей, направлен в котласские мастерские Северных лагерей ОГПУ особого назначения, работал в переплётной мастерской. 7 марта 1931 г. арестован в лагере, помещён в котласский следственный изолятор, 20 мая 1931 г. постановлением коллегии ОГПУ срок заключения Варлаама был увеличен до десяти лет, архиерея перевели в СЛОН. 22 февраля 1933 г. Варлаам был досрочно освобождён, сослан в Северный край, поселился в Вологде. 19 сентября 1934 г. подал заявление в Вологодский сектор НКВД, в котором просил досрочно освободить его из ссылки, 29 октября получил отказ. В Вологде Варлаам вёл аскетический образ жизни, совершал тайные богослужения дома. К нему приходило множество людей за советами и наставлениями, Варлаам также лечил гомеопатическими средствами физические недуги.